(57)【要約】【課題】抵抗溶接機において、切断刃を用いることなく、線材等の溶接材料を切断することがで、しかも冶具周りがコンパクトで微細実装に適したものとする。【解決手段】抵抗溶接機１は、併設された一対の電極２ａ，２ｂを備え、一方の電極２ｂが、他方の電極２ｂと線材３を介して接離可能に構成されている。この構成によれば、電極２ａ及び電極２ｂで線材３を挟み込んで抵抗過熱するので、切断刃では切断し難いような線材３でも容易に溶断することができ、しかも一対の電極２ａ，２ｂから成るコンパクトな冶具周りを実現することができるので、微細実装に適した抵抗溶接機１が得られる。【選択図】図１
2010105008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を溶接材料に圧接させて、該溶接材料に通電することによって抵抗溶接を行う抵抗溶接機であって、
併設された一対の電極の一方が、他方の電極と前記溶接材料を介して接離可能に構成されていることを特徴とする抵抗溶接機。
【請求項２】
前記一対の電極は、夫々の対向面のうち、先端部近傍を除いて絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗溶接機。
【請求項３】
前記一対の電極の一方は、前記溶接材料の搬送路となるガイド部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の抵抗溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤー等の線材の抵抗溶接に用いられる抵抗溶接機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板上に置かれた溶接材料に、一対の電極を圧接させると共に、この溶接材料に通電させて、通電により生じる抵抗熱によって溶接材料を基板上に溶接する抵抗溶接機が知られている。この種の抵抗溶接機は、例えば、基板上に形成された複数の電極ランドを、ワイヤー等の線材で結線させる際に用いられる（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
ここで、一般的な抵抗溶接機の構成及びその動作例について、図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。抵抗溶接機１０１は、一対の溶接用の電極１０２ａ，１０２ｂと、これら電極１０２ａ，１０２ｂの先端側に線材１０３を搬送するガイド部１０８と、電極１０２ｂとガイド部１０８との間に設けられて線材１０３を切断する切断刃１０２ｃとを備える。なお、以下の説明では、配線基板１０４ａ，１０４ｂ上に形成された電極ランド１０５ａ，１０５ｂを線材１０３で結線させる例を挙げる。
【０００４】
抵抗溶接機１０１は、溶接用電極１０２ａ，１０２ｂの先端部を、電極ランド１０５ａ上に搬送された線材１０３に圧接させると共に、この線材１０３に通電させることにより、線材１０３を電極ランド１０５ａ上に溶接する（図５（ａ））。次に、抵抗溶接機１０１は、溶接用電極１０２ａ，１０２ｂを電極ランド１０５ｂ上に移動させると共に、ガイド部１０８に内装されたローラを駆動させて、所定長さの線材１０３を電極１０２ａ，１０２ｂの先端側に供給する（図５（ｂ））。続いて、電極ランド１０５ａへの溶接と同様に、電極ランド１０５ｂ上の線材１０３に圧接及び通電させて、線材１０３を電極ランド１０５ｂ上に溶接する。また、溶接が完了すると、線材１０３は切断刃１０２ｃによって切断される（図５（ｃ））。
【０００５】
また、上述したような切断刃１０２ｃに代えて、溶接用の電極とは別個に設けられた溶断用電極を用いて線材を切断する抵抗溶接機が知られている（例えば、特許文献３参照）。この種の抵抗溶接機は、上記溶断用電極に加えて、溶接用の固定式電極と可動式電極とを備え、溶接用の固定式及び可動式電極で線材を挟んで抵抗溶接を行うと共に、溶断用電極及び上記固定式電極で線材を挟むことにより、線材を溶断するものである。
【特許文献１】特開平１−２４９２７７号公報
【特許文献２】特開平７−３７９２２号公報
【特許文献３】特開平４−２２４０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に示された抵抗溶接機において、例えば、銅リボン材といった比較的硬質な線材や、厚い又は太い溶接材料は、上述したような切断刃による切断が困難である。また、そのような溶接材料を切断するには、頑丈な切断刃や、切断刃に強い力を付与する大型の駆動機構が必要になる。しかし、このような切断刃及び大型駆動機構を溶接用の電極に併設させると、冶具周りが大きくなってしまうので、微細実装に適した抵抗溶接機を実現することができない。
【０００７】
また、特許文献３に示された抵抗溶接機は、溶接用の可動式電極及び固定式電極が溶接材料を挟んで離れているため、また、可動式電極及び溶断用電極の夫々を個別に動作させるための駆動機構を要するので、冶具周りが大きくなり、微細実装には適していない。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであり、切断刃を用いることなく、溶接材料を切断することができ、しかも冶具周りがコンパクトで微細実装に適した抵抗溶接機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、電極を溶接材料に圧接させて、該溶接材料に通電することによって抵抗溶接を行う抵抗溶接機であって、併設された一対の電極の一方が、他方の電極と前記溶接材料を介して接離可能に構成されているものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の抵抗溶接機において、前記一対の電極は、夫々の対向面のうち、先端部近傍を除いて絶縁層が設けられているものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の抵抗溶接機において、前記一対の電極の一方は、前記溶接材料の搬送路となるガイド部が形成されているものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、一対の電極で溶接材料を挟み込んで抵抗過熱するので、例えば、切断刃では切断し難いような溶接材料でも容易に溶断することができる。また、一対の電極から成るコンパクトな冶具周りを実現することができ、微細実装に適した抵抗溶接機が得られる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、線材等の溶接材料が電極の先端部以外の部分に接触しても、その部分には電流が流れ難くなるので、電極の先端部に電流が集中し、効果的な溶接及び溶断が可能になる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、ガイド部によって線材等の接合材料の姿勢が安定化するので、電極上に安定して接合材料を搬送でき、高精度の溶接及び溶断が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態に係る抵抗溶接機について、図１を参照して説明する。本実施形態の抵抗溶接機１は、溶接に用いられる一対の電極２ａ，２ｂを備え、一方の電極２ａの先端部を溶接材料（ここでは線材３とする）に圧接させると共に、他方の電極２ｂを配線基板４上に形成された電極ランド５に接触させて、線材３に通電するものである。電極２ａと接する線材３には通電による抵抗熱が生じ、この抵抗熱によって線材３は配線基板４上の電極ランド５に溶接される。また、抵抗溶接機１は、一方の電極２ｂが、線材３を圧接する電極２ａと線材３を介して接離可能に構成されている。なお、本実施形態において、線材３は、電極２ａと電極２ｂとの間から電極２ａの先端部へ搬送される。
【００１６】
また、抵抗溶接機１は、電極２ａ，２ｂを装着するための電極ホルダ（図示せず）と、電極ホルダを介して電極２ａ，２ｂに給電する電源部（図示せず）と、配線基板４が配置される基台６と、電極２ａ，２ｂを装着した電極ホルダを基台６上の任意の位置に移動させるアーム（図示せず）と、電極２ａ，２ｂへの給電及び上記アームの動作等を制御するマイコン等から成る制御部（図示せず）とを備える。
【００１７】
電極２ａ，２ｂは、例えば、高温劣化の少ないモリブデン(Ｍｏ)やタングステン（Ｗ）等によって略直方体形状に、好ましくは、電極ホルダに接続される基端部よりも線材３と接する先端部の方が先細りとなる形状に形成される。電極２ａ，２ｂは、電源部からの給電を受けて電極２ａ，２ｂ間で電位差を有しており、一方の電極２ａの先端部が線材３に圧接され、他方の電極２ｂを電極ランド５に接触させることにより、線材３に通電することができる。また、好ましくは、図示したように、電極２ｂは線材３を介して電極２ａと接触する部分に突起部７ｂが設けられている。突起部は、電極２ａに設けられていてもよい。
【００１８】
また、電極ホルダには、一方の電極２ａと他方の電極２ｂとの相対距離を可変とする駆動機構が備えられる。また、この駆動機構は、電極２ｂを電極ランド５と接離させる動作も可能とする。すなわち、電極２ｂは、図示した左右方向だけでなく、上下方向にも移動する。この駆動機構の動作は、上記アーム等と同様に、抵抗溶接機１に備えられた制御部により制御される。
【００１９】
線材３には、例えば、その表面が金（Au）や錫（Sn）等でめっきされた銅線等が用いられる。なお、本実施形態の抵抗溶接機１は、ここで説明する線材３に限らず、例えば、リボン材等の溶接にも用いることができる。抵抗溶接機１は、線材３を収納するワイヤホルダ（図示せず）と、電極２ｂに併設されたクランパ（図示せず）とを備える。すなわち、線材３は、溶接時にクランパによってワイヤホルダから引き出されると共に、電極２ａと電極２ｂとの間から電極２ａの先端部に搬送される。
【００２０】
好ましくは、電極２ａ，２ｂは、夫々の対向面のうち、先端部（図示した突起部７ｂの近傍）の近傍を除いて絶縁層９ａ，９ｂが設けられる。この絶縁層９ａ，９ｂには、例えば、セラミックスの溶射皮膜等が用いられる。こうすれば、線材３が電極２ａ，２ｂの先端部以外の部分に接触しても、その部分には電流が流れ難くなるので、電極２ａ，２ｂの先端部に電流が集中し、効果的に溶接及び溶断が可能になる。
【００２１】
配線基板４には、ガラスエポキシ基板等の汎用のプリント配線基板（ＰＥＢ）が用いられ、配線基板４の表面は、金（Au）めっきや半田レベラー処理等されていてもよい。基台６は溶接時に配線基板４を安定的に保持するものである。電極２ａ，２ｂは、基台６上の任意の位置に配置された単数又は複数の配線基板４に線材３を溶接及び結線できるように、３次元的に可動とされる。結線経路は、例えば、配線基板４の三次元ＣＡＤデータ等から予め作成され、制御部はこの結線経路に基づいてアームを駆動させて、電極２ａ，２ｂを配線基板４上の所定の電極ランド５へ移動させる。
【００２２】
次に、抵抗溶接機１の動作について、図２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。ここでは、配線基板４ａ，４ｂ上に形成された電極ランド５ａ，５ｂを線材３で結線させる例を挙げる。なお、基台６の図示は省略した。抵抗溶接機１は、電極ランド５ａ上に配置された線材３に、溶接用の電極２ａの先端部を圧接させ、他方の電極２ｂを電極ランド５に接触させる。これにより、電極２ｂから、電極ランド５ａ及び線材３を通って電極２ｂへ電流が流れる。このとき、線材３には通電による抵抗熱が生じ、この抵抗熱によって線材３は電極ランド５ａに溶接される（図２（ａ））。なお、図面においては、便宜上、電極２ａを−（マイナス）、電極２ｂを＋（プラス）とした例を示すが、線材３及び電極ランド５ａを介して接続された電極２ａ，２ｂ間に電位差が生じれば抵抗溶接は可能であるので、例えば、電極２ａがプラス、電極２ｂがマイナスであってもよい。
【００２３】
次に、抵抗溶接機１は、電極２ａ，２ｂを電極ランド５ｂの方へ移動させる（図２（ｂ））。このとき、電極２ｂに併設されたワイヤクランプが、電極２ａ，２ｂの移動距離に応じた長さの線材３を供給する。続いて、電極ランド５ａへの溶接と同様に、電極ランド５ｂの線材３に電極２ａの先端部を圧接させると共に通電させて、線材１０３を電極ランド５ｂに溶接する（図２（ｃ））。
【００２４】
溶接完了後、抵抗溶接機１は、電極２ａ，２ｂを僅かに引き上げると共に、電極２ｂを、線材３を介して電極２ａと接触させ、電極２ａと電極２ｂとの間で通電させる。このとき、線材３のうち電極２ａ及び電極２ｂに挟まれた領域には通電による抵抗熱が生じ、また、電極２ｂが電極２ａ側へ圧接することにより、線材３は溶断される（図２（ｄ））。以上の動作により、電極ランド５ａ，５ｂは線材３によって結線される。
【００２５】
本実施形態の抵抗溶接機１によれば、電極２ａ及び電極２ｂで線材３（溶接材料）を挟み込んで抵抗過熱するので、切断刃では切断し難いような溶接材料でも容易に切断（溶断）することができる。また、このとき、電極２ｂが線材３を圧接する力は、切断刃を用いる場合よりも小さな力で線材３を溶断することができる。すなわち、電極２ａと電極２ｂとの相対距離を可変とする駆動機構には、電極ホルダに内装できるような小型モータ等を適用することができる。そのため、一対の電極２ａ，２ｂから成るコンパクトな冶具周り実現することができ、微細実装に適した抵抗溶接機１が得られる。
【００２６】
また、図示したように、電極２ｂに突起部７ｂが形成されていると、突起部７ｂが線材３と線接触し、線材３の接触部に電流が集中するので、効率的な抵抗過熱による線材３の溶断が可能になる。また、線材３に付与される圧接力も集中するので、電極２ｂを圧接させる力が小さくても、線材３を切断することができる。
【００２７】
なお、突起部は、電極２ｂに形成されているのではなく、電極２ａに形成されていてもよい（図示せず）。また、電極２ａ，２ｂの両方に突起部が設けられていてもよい。更に、突起部の形状は、上記図面で示したように、その鉛直断面が半円形（図３（ａ））であるものに限らず、例えば、四角形（図３（ｂ））又は三角形（図３（ｃ）（ｄ））となるものであってもよい。こうすれば、溶接材料の形状や材質特性等に応じた効果的な通電が可能になる。なお、ここでは電極２ｂの突起部７ｂのみを図示するが、電極２ａの場合も同様である。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る抵抗溶接機について、図４を参照して説明する。本実施形態の抵抗溶接機１は、一対の電極の一方（図示の例では電極２ｂ）は、線材３の搬送路となるガイド部８が形成されているものである。なお、ガイド部８は、電極２ａの方に設けられていてもよい。その他の構成は上述した第１の実施形態の抵抗溶接機１と同様である。
【００２９】
このガイド部８は、例えば、電極２ｂの内部が中空になるよう形成される（図４）、又は電極２ｂに溝構造を設ける等により実現される。また、このガイド部８は、少なくとも線材３と接触し得る箇所、図示した例では、中空に形成された内側面８１には絶縁部材が用いられる。絶縁部材としては、例えば、セラミックスの溶射皮膜等が用いられる。
【００３０】
本実施形態の抵抗溶接機１によれば、ガイド部８によって線材３の姿勢が安定化するので、電極２ａ，２ｂ上に安定して線材３を搬送でき、高精度の溶接及び溶断が可能になる。特に、本実施形態の抵抗溶接機１は、溶接材料として軟質な線材３が用いられるときに好適である。
【００３１】
なお、本発明は、併設された一対の電極のうち少なくとも一方を可動として、２本の電極で線材等の溶接材料を挟んで溶断できるように構成されたものであれば、上述した実施形態に限らず、種々の変形が可能である。例えば、電極２ｂを上下又は左右に移動させるのではなく、電極ホルダに対する電極２ａの取付角度と、電極２ｂの相対角度が変化するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る抵抗溶接機の側断面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は同抵抗溶接機の動作を説明する側断面図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は同突起部の形状を説明する一部側断面斜視図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る抵抗溶接機の側断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）従来の抵抗溶接機の構成及び動作を説明する側断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１    抵抗溶接機
２ａ    電極
２ｂ    電極
３    線材（溶接材料）
８    ガイド部
９ａ    絶縁層
９ｂ    絶縁層
【図１】
2010105008.tif 000003
【図２】
2010105008.tif 000004
【図３】
2010105008.tif 000005
【図４】
2010105008.tif 000006
【図５】
2010105008.tif 000007